[發明專利]渦旋式壓縮機

有效

• 申請號: 201480020308.0
• 申請日: 2014-02-11
• 公開（公告）號: CN105264231B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: B·莫恩斯;K·斯圖普
• 申請（專利權）人: 阿特拉斯·科普柯空氣動力股份有限公司
• 主分類號: F04C18/02
• 分類號: F04C18/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 朱海濤

技術領域

本發明涉及渦旋式壓縮機。

背景技術

已知的是，渦旋式壓縮機通常包括以下元件：

外殼；

定子，它不可動地固定在外殼中并且包括具有中央定子軸線的固定定子渦旋盤，由此該定子渦旋盤由具有兩個定子側翼的定子帶形成，該定子條帶沿著其長度螺旋纏繞并且以一定高度豎立固定在定子板上；

轉子，它可動地固定在外殼中，并且包括具有中央轉子軸線的轉子渦旋盤，并且該轉子渦旋盤由具有兩個轉子側翼的轉子帶形成，該轉子帶沿著其長度螺旋纏繞，并且以一定高度豎立固定在轉子板上，由此轉子渦旋盤和定子渦旋盤在定子板和轉子板之間固定在彼此中；

位于渦旋式壓縮機的外側上的低壓入口；

位于渦旋式壓縮機的中央的高壓出口；以及

用于轉子運動的驅動裝置，由此中央轉子軸線圍繞著中央定子軸線偏心環繞，并且轉子由此不會圍繞著中央轉子軸線轉動。

還已知的是，在轉子相對于定子的這個環繞和偏心運動期間在轉子在定子中的每個位置方面，形成多個方位，在這些方位處在轉子渦旋盤和定子渦旋盤之間存在最大或最小的開口。

這里是這樣一種情況，在轉子相對于定子的每個位置處具有最大和最小開口的這些方位位于包括這兩個中央軸線的平面中，這將基于附圖的文字中進一步澄清，由此該平面在下面將被稱為密封面。

由此，要注意的是這樣的事實，在轉子的運動期間每一時刻的最小開口實際上限定了壓縮腔室，但是如從名稱密封面所可以不正確的想到的一樣，由于在渦旋式壓縮機中的內在間隙，所以它們不是氣密密封的。

這些壓縮腔室在轉子的環繞偏心運動期間不斷改變形狀，由此經由入口提供給渦旋式壓縮機的外側的空氣或氣體被持續更深入地朝著渦旋式壓縮機的中心推壓，在那里這些壓縮腔室占據更小的體積，從而空氣或氣體受到不斷增大的壓縮，直到壓縮空氣或氣體最終能夠經由在渦旋式壓縮機中央的出口離開渦旋式壓縮機。

還應該指出的是，轉子渦旋盤和定子渦旋盤在沿著轉子側翼和定子側翼的每個高度處具有最小開口的方位中彼此間隔一定的徑向距離設置，由此這些距離能夠被認為是渦旋式壓縮機的局部橫向內部間隙。

橫向內部間隙在這里意味著，它是在相對于轉子翼片和定子翼片橫向的方向上在渦旋式壓縮機中的間隙。

當然，在轉子頂端和定子板之間以及在定子頂端和轉子板之間也有內部間隙，由此這些間隙在上下文中進一步被稱為橫向內部間隙。

為了讓渦旋式壓縮機良好工作，所有內部間隙尤其是局部橫向內部間隙必須總是保持高于一定的最小值，以便防止在轉子渦旋盤和定子渦旋盤之間出現接觸。

另一方面，內部間隙較大尤其是局部橫向內部間隙較大也是不好的，因為這會導致在渦旋式壓縮機中泄漏速率較大和壓力損失，并且隨著空氣或氣體再壓縮，因此會導致額外的發熱，從而渦旋式壓縮機的效率受到明顯不利影響。

換句話說，這里涉及到在渦旋式壓縮機中實現最小可能的內部間隙，且不會存在轉子渦旋盤在其運動期間與定子渦旋盤接觸的危險。

很大的困難在于，在渦旋式壓縮機中的內部間隙完全不是靜態的。

實際上，在從渦旋式壓縮機沒有使用時的轉子的初始固定狀態向在渦旋式壓縮機的正常運行期間由此轉子正在全速運動的最終狀態的轉變中，過程壓力顯著變化，因為它要壓縮空氣或氣體，而且在渦旋式壓縮機中的溫度也一樣。

在渦旋式壓縮機中的壓力和溫度的這些變化伴隨著定子渦旋盤和轉子渦旋盤的變形，由此在渦旋式壓縮機中的局部內部間隙由于這些變形而改變。

為了更容易描述多個這些動態現象，首先下面將規定許多事物。

從前面可以總結出，定子渦旋盤和轉子渦旋盤的側翼與相關的定子板或轉子板的相交線形成螺旋底邊。

由此，在定子板或轉子板上的垂直線在上述螺旋底板上相交穿過的方位的幾何位置確定了螺旋側翼，這在下面將被稱為理想螺旋側翼。

總之，這些理想螺旋側翼為與轉子板和定子板垂直的側翼，從而在規定情況下在這些側翼的高度上看存在恒定的內部間隙，只要轉子板和定子板相互平行，當然這是所期望的。

另外，在上下文中，術語“局部轉子側翼偏差”和“局部定子側翼偏差”用來指代從在轉子渦旋盤或定子渦旋盤的理想螺旋側翼上的位置分別到轉子渦旋盤或定子渦旋盤的相應螺旋側翼上的最近位置的徑向距離，由此局部轉子側翼偏差或局部定子側翼偏差在該偏差沿著遠離相關的中央軸線指向時或者因此擋在相關的位置和相關的中央軸線之間的距離大于在位于理想螺旋側翼上的相應位置和相關的中央軸線之間的距離時為正值。